Золотое правило. A. Золотое правило Урок закон равенства работ для простых механизмов

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Подобные документы

Классические расчеты действия простых механизмов. "Золотое правило" механики. Устройства, служащие для преобразования силы. Наклонная плоскость для подъёма тяжёлых предметов. Примеры простых устройств с винтовой резьбой: домкрат, болт с гайкой, тиски.

презентация , добавлен 17.12.2013


Простые механизмы - приспособления, служащие для преобразования силы. Виды простых механизмов и их применение. Правила равновесия сил на рычаге. Применение правила рычага в различного рода устройствах и инструментах, применяемых в технике и быту.

презентация , добавлен 03.03.2011


Простые механизмы как устройства, служащие для преобразования силы. Характерные особенности, предназначение и применение древнейших изобретений человечества: подвижного и неподвижного блока. Определение содержания понятий ворота и наклонной плоскости.

презентация , добавлен 01.05.2011


Понятие простого механизма. "Золотое правило" механики. Блок и рычаг как простейшие механические устройства. Неподвижный и подвижный блоки. Механизм "ворот" как разновидность простого механизма "рычаг". Применение наклонной плоскости, клина, винта.

презентация , добавлен 03.10.2012


История развития простых механизмов. КПД - показатель действия. Двигатель внутреннего сгорания. Движение жидкостей и газов по трубам. Закон Бернулли. Подъемная сила крыла самолета. Развитие авиации. Экологические аспекты развития авиации и космонавтики.

реферат , добавлен 14.05.2008


Сущность метода преобразования (свертки) схемы. Теоретическая и экспериментальная проверка соотношений между напряжениями и токами, вытекающих из 1-го и 2-го законов Кирхгофа и закона Ома. Расчета токов и напряжений в простых цепях постоянного тока.

лабораторная работа , добавлен 28.11.2011


Понятие и примеры простых резистивных цепей. Методы расчета простых резистивных цепей. Расчет резистивных электрических цепей методом токов ветвей. Метод узловых напряжений. Описание колебания в резистивных цепях линейными алгебраическими уравнениями.

реферат , добавлен 12.03.2009


Энергия ветра и возможности её использовании. Работа поверхности при действии на нее силы ветра. Работа ветрового колеса крыльчатого ветродвигателя. Перспективы развития ветроэнергетики в Казахстане. Преимущества и недостатки систем ветродвигателей.

Мы видим, что с помощью простых механизмов можно получить выигрыш в силе. А дают ли простые механизмы выигрыш в работе?

Рассчитаем работу, которую совершает сила F при подъеме груза с помощью наклонной плоскости (см. рис. 1):

\(~A_F = Fl.\)

Подставим найденные значения силы \(~F = mg \frac hl\) и получим

\(~A_F = mg \frac hl l = mgh.\)

Таким образом, работа A F равна работе , которую нужно совершить, чтобы равномерно поднять груз на высоту h , не используя наклонной плоскости.

Не дает выигрыша в работе и рычаг. Действительно, если уравновешенный рычаг (рис. 6) привести в движение, то точки приложения сил F 1 и F 2 за одно и то же время совершат разные перемещения Δr 1 и Δr 2 . При этом (считаем угол α поворота рычага небольшим) Δr 1 = l 1 α , Δr 2 = l 2 α Следовательно, эти силы совершат работу A 1 = F 1 Δr 1 = F 1 l 1 α и A 2 = F 2 Δr 2 = F 2 l 2 α . Так как F 1 l 1 = F 2 l 2 , то A 1 = A 2 .

При использовании неподвижного блока мы видим, что приложенные силы F и mg равны и пути, пройденные точками приложения сил при подъеме груза, тоже одинаковы, а значит, одинаковы и работы.

Чтобы при помощи подвижного блока поднять груз на высоту h , необходимо конец веревки, к которому приложена сила F , переместить на 2h . Следовательно, A 1 = mgh и \(~A_2 = F \cdot 2h = \frac{mg}{2} 2h = mgh\) .

Таким образом, получая выигрыш в силе в два раза, проигрывают в два раза в перемещении, следовательно, и подвижный блок выигрыша в работе не дает.

Многовековая практика показала, что ни один из простых механизмов не дает выигрыша в работе.

Еще древние ученые сформулировали правило ("золотое правило механики"), применяемое ко всем механизмам: во сколько раз выигрываем в силе, во столько раз проигрываем в расстоянии.

При рассмотрении простых механизмов мы не учитываем трение, а также вес самих механизмов. В реальных условиях это необходимо учитывать. Поэтому часть работы совершается силой F на перемещение отдельных частей механизма и против силы трения. Работа же по подъему груза A p (полезная работа) будет меньше полной работы А (работы, которую совершает сила F ).

Эффективность работы механизма характеризуют коэффициентом полезного действия (КПД механизма):

Коэффициент полезного действия - физическая величина, равная отношению полезной работы A p ко всей затраченной работе А :

\(~\eta = \frac{A_p}{A} \cdot 100 % .\)

Литература

Аксенович Л. А. Физика в средней школе: Теория. Задания. Тесты: Учеб. пособие для учреждений, обеспечивающих получение общ. сред, образования / Л. А. Аксенович, Н.Н.Ракина, К. С. Фарино; Под ред. К. С. Фарино. - Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2004. - C. 75-76.

Равенство работ при использовании простых механизмов. «Золотое правило» механики.

• Учитель физики Пучкова С.А.
• МБОУ Суховская СОШ
Простые механизмы
• Приспособления, служащие для преобразования силы, называют механизмами.
К простым механизмам относятся:
• рычаг (блок, ворот),
• наклонная плоскость(клин, винт) .
• Применение
Рычаги
• Правило рычага лежит в основе действия различного рода инструментов, применяемых в быту и технике там, где требуется выигрыш в силе или пути.
Блоки Неподвижный блок
• Неподвижный блок - это блок, ось которого закреплена и при подъеме грузов не поднимается и не опускается.
Подвижный блок
• Подвижный блок - это блок, ось которого поднимается и опускается вместе с грузом. Он дает выигрыш силы в 2 раза.
Комбинация блоков
• На практике применяют комбинацию подвижного блока с неподвижным. Неподвижный блок применяется для удобства. Он не дает выигрыша в силе, но изменяет направление действия силы.
• Строительство
• Медицина
Наклонная плоскость. Клин
• Винт
• Простыми механизмами пользовались ещё в древние времена.
• Использование
• ворота
Шадуф
• Чтобы подавать воду с нижнего уровня реки или канала на верхний, например в другой канал, по которому она потечет дальше «сама собой», было изобретено простое, но весьма эффективное техническое устройство – шадуф. Он похож на журавль – длинный рычаг с противовесом.
• Греки старались сократить объем ручного труда с помощью строительной техники. В VI веке до нашей эры они изобрели два подъемных крана: для подъема небольших и более тяжелых грузов. По изображениям, найденным археологами среди развалин одного из античных городов, удалось установить, как он действовал. Колесо огромного крана вращали пять человек, в то же время двое управляли грузом снизу и двое – сверху.
Водоподъёмное колесо- «прадедушка» водяной мельницы «Улитка», или архимедов винт Для чего применяют простые механизмы?
• Простые механизмы применяют в основном для того, чтобы получить выигрыш в силе, т.е. увеличить силу, действующую на тело, в несколько раз.
Внимание
• вопрос
Давая выигрыш в силе или пути, дают ли простые механизмы выигрыш в работе? ,
• Проделаем
• Пути, пройденные точками приложения сил на рычаге, обратно пропорциональны силам.
• h1 / h2 = F2 / F1
F2 ∙ h2 = F1 ∙ h1 А1 = А2
• Действуя на длинное плечо рычага, мы выигрываем в силе, но при этом во столько же раз проигрываем в пути.
Пользуясь рычагом,
• Пользуясь рычагом,
• мы можем выиграть либо в силе ,
• либо в расстоянии .
• Легенда об Архимеде гласит, что восхищенный открытием правила рычага, он воскликнул: «Дайте мне точку опоры и я переверну Землю»
1 см
• V = 30 000 км/с
• t = 10 миллионов лет
Не дает выигрыша в работе неподвижный блок. Получая выигрыш в силе в 2 раза, проигрываем 2 раза в пути.
• Подвижный блок не дает выигрыша в работе
Ни один из механизмов не дает выигрыша в работе. «ЗОЛОТОЕ ПРАВИЛО» МЕХАНИКИ
• Во сколько раз выигрываем в силе , во столько раз проигрываем в расстоянии
«Золотое правило» механики применимо ко всем механизмам.
• «Золотое правило» механики применимо ко всем механизмам.
• Виды механизмов
Задания:
• 1. С помощью подвижного блока груз подняли на высоту 1,5 м. На какую длину при этом был вытянут свободный конец веревки?
• 1,5 м 0,75 м 3 м
• 2. С помощью подвижного блока груз подняли на высоту 7 м. Какую работу совершил рабочий при подъеме груза, если он прилагал к концу веревки силу 160 Н? Какую работу он совершит, если этот груз поднимет на высоту 5 м?
• Верно!
• Ошибка!!!

Работа в классе


1. Решите задачи.
Задача 1. Совершает ли наклонная плоскость (см. рисунок) работу?


Задача 2. За счет какой силы увеличивается скорость тела, скатывающегося с наклонной плоскости?
За счет силы тяжести.

Задача 3. Как меняется скорость тела, скатывающегося с плоскости, при увеличении угла наклона?
Увеличивается.

Задача 4 . Как зависит работа по перемещению тела, скатывающегося с наклонной плоскости, от угла между действующей силой и скоростью тела?
Зависит только от высоты наклонной плоскости.

Работа дома


1. Прочитайте §62, ответьте на вопросы к нему.
2. Решите задачи.
Задача 1. (Упр. 33, №1). С помощью подвижного блока груз подняли на высоту 1,5 м. На какую длину при этом был вытянут свободный конец веревки?




Задача 2. (Упр. 33 , №2). Рабочий с помощью подвижного блока поднял груз на высоту 7 м, прилагая к свободному концу веревки силу 160 Н. Какую работу он совершил? (Вес блока и силу трения не учитывать).




Задача 3. (Упр. 33, №3). Как применить блок для выигрыша в расстоянии?
Нужно прикладывать силу к его оси. И при перемещении блока оси блока на расстояние 1 конец веревки перенесется на расстояние 1х2.

3*. Выполните Задание на стр. 184 учебника.

§ 62. Равенство работ при использовании простых механизмов. «Золотое правило» механики — Физика 7 класс (Перышкин)

Краткое описание:

Мы уже рассмотрели несколько простых механизмов. Некоторые изучили очень подробно (рычаг, блок), другие лишь упомянули. Мы, должно быть, уже поняли, что все простые механизмы облегчают человеку жизнь. Они либо дают выигрыш в силе, либо позволяют поменять направление силы, тем самым делают действия человека более удобными.
Но нам известна такая физическая величина, как работа. Естественно возникает вопрос: какой выигрыш в работе мы получаем, используя простые механизмы? Ответ обескураживающий: никакой. Ни один простой механизм выигрыша в работе не даёт.
В параграфе шестьдесят два к этому выводу приходят путём расчетов. Сначала это делается для рычага. Потом вывод распространяется на неподвижный блок, потом на подвижный.
Простые механизмы применяют. Чтобы получить выигрыш в силе или в расстоянии. Нельзя получить выигрыш и в том, и в другом. Выигрывая в одном, в другом проигрываешь. В этом и заключается «золотое правило» механики. Оно было известно людям даже в древности. Теперь его будешь знать и ты.